[发明专利]一种基于云平台的远程自动定向系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于云平台的远程自动定向系统，包括PLC控制器、工业物联网关、云平台、顶驱和MWD设备；所述PLC控制器一端与顶驱和MWD设备相连接，对顶驱、MWD设备的数据进行收集和汇总处理；所述PLC控制器另一端与工业物联网关一端相连接；所述工业物联网关部署在钻井现场，工业物联网关另一端与云平台通讯连接，实现数据的双向传输。本发明借助云平台强大的计算能力，充分利用现场采集的数据，结合定向工程师提供的定向计划表，生成定向指令，定向工程师在远端下发该指令到现场PLC中，控制设备运动，实现自动定向操作，降低人力和物力成本，提高定向效率，方便定向工程师远程作业，降低安全风险。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，尤其是涉及一种基于云平台的远程自动定向系统及方法。

背景技术

定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一，它是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术。采用定向井技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到经济、有效的开发，能够大幅度提高油气产量和降低钻井成本，有利于保护自然环境，具有显著的经济效益和社会效益。

在现有技术中存在以下几点不足：

1、大多数钻井现场没有有效的自动定向方式，人工作业为主要定向方式，存在效率低下、操作流程复杂繁琐等问题；

2、定向工程师水平差异，对定向操作控制会有很大不同；

3、定向工程师需要到钻井现场进行定向操作，现场条件艰苦并且人员安全需要考虑。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的自动化程度低、对于钻井现场实时定向数据和历史定向数据没有充分利用、作业效率低的问题，提供一种基于云平台的远程自动定向系统和方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于云平台的远程自动定向系统，包括PLC控制器、工业物联网关、云平台、顶驱和MWD设备；所述PLC控制器一端与顶驱和MWD设备相连接，对顶驱、MWD设备的数据进行收集和汇总处理；所述PLC控制器另一端与工业物联网关一端相连接；所述工业物联网关部署在钻井现场，工业物联网关另一端与云平台通讯连接，实现数据的双向传输。

所述云平台包括接入层、服务层和应用层；

接入层用于提供数据接入服务和请求接入服务；

服务层用于提供算法和数据管理服务；

应用层通过WEB浏览器和手机移动端进入云平台，进行远程定向操作。

所述PLC控制器部署在钻井现场，通过以太网线与工业互联网关相连接。

一种基于云平台的远程自动定向方法，包括以下步骤：

部署在钻井现场的PLC控制器采集相关参数数据，并将采集到的数据汇总；

工业互联网关中的数据采集程序按设定频率读取PLC控制器中相关参数数据，工业互联网关的数据上传程序通过HTTPS协议将数据上传到云平台中，并进行存储；

云平台接收到现场工业互联网关推送的数据后，利用多入单出的双层神经网络计算出工具造斜率，根据工具造斜率计算可得滑动长度；

结合云平台录入的设计井眼轨迹数据、地质导向数据、定向施工计划数据以及当前的井眼深度和方向得到预测井眼轨迹；

由生成的预测井眼轨迹结合下一节点立柱长度计算得到工具面角，将工具面角和滑动长度封装成自动定向指令结构体，下发到现场的PLC控制器；

PLC控制器通过对顶驱和绞车进行控制，从而控制造斜工具的装置角和定向距离。